УВЧ терапия
Развитие радиотехники позволило получать электромагнитные колебания очень высокой частоты (до сотен миллиардов и больше колебаний в секунду). Такие колебания, создающие электромагнитное поле высоких частот разной мощности, нашли широкое применение в лечебной практике ввиду их выраженного физиологического действия на организм.
Первые исследователи выявили мощный биологический эффект электрического поля УВЧ - насекомые, мелкие животные (мыши, крысы) гибли в течение нескольких минут. Быстро наступающее при этом трупное окоченение, весьма напоминающее тепловое, дало повод к измерению температуры. Оказалось, что температура животных повышалась до 45-50°. Животные, когда им подавали свежий воздух, жили дольше, чем заключенные в тесные банки.
Общее воздействие на весь организм у лиц, долго работающих с аппаратами УВЧ без достаточной защиты, проявляется в виде неврастенического комплекса симптомов (легкая утомляемость, неспокойный сон, головная боль, состояние вялости, депрессия, иногда сменяющаяся повышенной возбудимостью). Так как при этом гипертермия не резко выражена и не объясняет всех описанных симптомов, было высказано предположение, что электрическое поле УВЧ Наряду с тепловым эффектом обладает специфическим действием на живые организмы.
Современная физика позволяет представить себе те физические процессы, которые возникают в проводниках и диэлектриках под влиянием электрического поля УВЧ.
Если в электрическое поле поместить проводник, то в нем возникает перемещение заряженных частиц (зарядов) в соответствии с их полярностью и направлением поля. Такое перемещение обычно определяют как электрический ток. Такой ток, возникающий в проводнике, носит название тока проводимости.
При помещении в электрическое поле диэлектрика возникает поляризация молекул, образующих диэлектрик. Молекулы, у которых под влиянием электрического поля появились положительный и отрицательный полюсы, поворачиваются в электрическом поле положительным своим полюсом в сторону отрицательно заряженной обкладки конденсаторного электрода, а отрицательным полюсом в сторону положительно заряженной обкладки. Таким образом, молекулы диэлектрика в электрическом поле не перемещаются линейно, как заряженные частицы в проводнике, а лишь поворачиваются. Однако во время такого поворота поляризованной молекулы диэлектрика происходит перемещение ее положительного, полюса, несущего положительный заряд, в сторону отрицательно заряженной пластины конденсаторного электрода, а отрицательного полюса в сторону его положительно заряженной пластины. Однако такое перемещение электрических зарядов в результате смещения зарядов диполей в диэлектрике настолько отличается от перемещения в проводнике, что ему присвоили название тока смещения. Следовательно, при наложении электрического поля в проводниках возникает ток проводимости, в диэлектрике - ток смещения.
Живой организм представляет собой сложную систему, в состав которой входят как элементы проводника, так и непроводника (диэлектрика). Под влиянием электрического поля УВЧ в живом организме возникает как ток проводимости, так и ток смещения. Движения заряженных частиц при возникновении тока проводимости, как и вращение поляризованных молекул, обусловливающее возникновение тока смещения, сопровождается переходом электрической энергии в теплоту. Следовательно, образование ее в живом веществе осуществляется двумя путями - за счет сопротивления линейному движению частиц (омические потери) и за счет диэлектрических потерь.
Понятно, что чем меньше частота применяемого электрического поля УВЧ, тем больше выражен ток проводимости и тем меньше ток смещения, а по мере увеличения частоты нарастает значение тока смещения и падает значение тока проводимости. По мере увеличения частоты колебаний нарастает количество теплоты, возникающей в результате диэлектрических потерь, и снижается количество теплоты, возникающей за счет омических потерь.
В этих условиях большое значение приобретает свойство ткани как диэлектрика. Оказалось, однако, что различные ткани тела человека сравнительно мало отличаются друг от друга своей диэлектрической постоянной.
Биофизические явления УВЧ. Воздействие электрического тока любого вида на организм подчиняется закону Кирхгофа-Ома, согласно которому ток проходит в участках, об-ладающих наименьшим сопротивлением (по ходу кровеносных и лимфатических сосудов); в то же время этот ток обусловливает максимальный нагрев в участках с максимальным сопротивлением (подкожно-жировая клетчатка и т. д.). Силовые линии в электрическом поле УВЧ пронизывают всю массу находящегося в нем диэлектрика, каждая частица которого в зависимости от своего заряда испытывает действие поля. Это положение убедительно иллюстрирует один из опытов Е. Schliephake, когда в водно-масляной эмульсии, помещенной в конденсаторном поле, вода закипала, в то время как общая температура эмульсии не превышала 50-60°.
В отношении растворов выявлено значение концентрации электролитов: максимума нагрева достигают при определенной концентрации раствора; в то же время влияет и длина волны (частота колебаний). Эта зависимость подтверждена и в отношении живых тканей организма.
Многообразие физико-химической и коллоидной структуры организма характеризует его как гетерогенную систему с различными диэлектрическими показателями и объясняет возможность избирательного влияния электрического поля УВЧ на отдельные частицы. Patzold установил, что проявление действия электрического поля УВЧ на степень нагрева различных тканей определяется их диэлектрической константой и электропроводностью; эта зависимость сказывается в том, что данной диэлектрической константе и частоте будет соответствовать степень проводимости, обусловливающая максимум нагрева. Отсюда следует вывод, что оптимальный тепловой эффект будет находиться в диапазоне дециметровых и сантиметровых волн, где можно рассчитывать на молекулярные изменения, связанные с коллоидным состоянием клеточной субстанции дипольным моментом.
Общее влияние электрического поля УВЧ. Физиологические явления. У людей, работающих с аппаратами УВЧ, обнаруживают нарушения общего самочувствия. Жалобы на неприятные ощущения имеют довольно разнообразный характер и в основном связаны с повышением или понижением функции центральной нервной системы.
При применении слабого электрического поля УВЧ отмечено благоприятное действие как на поведение, так и на развитие животных. На молодых, только что родившихся мышей слабое поле УВЧ действовало успокаивающе - они передвигались гораздо медленнее по сравнению с контрольными. Мыши, подвергавшиеся ежедневному воздействию поля УВЧ в течение 1 часа, развивались лучше контрольных и больше прибавляли в весе.
Крупные животные, помещенные в поле УВЧ, обнаруживают двигательное беспокойство, которое достигает нередко степени крайней моторной активности. У кроликов, кошек и собак часто (особенно при интенсивном поле) наблюдаются приступы судорог, которые отсутствуют у наркотизированных животных, а потому можно считать, что они являются результатом непосредственного воздействия электрического поля УВЧ на элементы центральной нервной системы.
Влияние на нервную систему. Влияние электрического поля УВЧ на возбудимость центральной нервной системы носит сложный характер: это выражается отчасти в том, что состояние некоторых отделов центральной нервной системы изменяется не только от непосредственного воздействия на них электрического поля УВЧ, но и от измененных отношений между ними и другими отделами центральной нервной системы. Н. В. Бекаури показала, что у целой и таламической лягушки к непосредственному влиянию электрического поля УВЧ на спинной мозг присоединяется эффект возбуждения высших вегетативных центров, который в свою очередь вызывает развитие торможения. Последнее необходимо рассматривать как выражение сеченовского торможения, осуществляющегося симпатическим путем.
В процессе лечебного применения электрического поля УВЧ было отмечено болеутоляющее действие его как при хронических, так и при острых заболеваниях. При интенсивных воздействиях наблюдают усиление болей, а потому вопрос дозировки лечебных процедур УВЧ имеет существенное значение. Эти клинические наблюдения побудили экспериментаторов к изучению реакций нервной системы на воздействие электрического поля УВЧ.
При действии электрического поля УВЧ на периферические нервы было установлено изменение их реактивности. При этом появлялись явления раздражения афферентных нервов и их отсутствие в системе двигательных нервов. При действии на ограниченный участок нерва сначала наблюдается блокирование чувствительных, а затем уже и двигательных импульсов. Можно предположить, что в силу физических условий либо размеры повреждения афферентных волокон более значительны, либо чувствительность их к этим повреждениям больше, чем эфферентных волокон.
Изменение сердечно-сосудистой системы. Под влиянием электрического поля УВЧ на сосуды плавательной перепонки вначале происходит едва заметное сужение сосудов, которое сменяется хорошо выраженным их расширением. Только через 5-10 минут после прекращения действия электрического поля УВЧ нормальный тонус сосудов восстанавливается.
Сердце лягушки является хорошим тестом для изучения действия электрического поля УВЧ, так как известно, что при тепловом воздействии происходит учащение сердечных сокращений. При помещении сердца лягушки в поле УВЧ происходит замедление сердечных сокращений и уменьшение их амплитуды. Этот эффект рассматривают как тонизирующее влияние поля УВЧ на блуждающий нерв. Последнее хорошо доказывается тем, что нормальная работа сердца может быть в известной степени восстановлена нанесением атропина, который парализует окончания блуждающего нерва.
При действии электрического поля УВЧ на вегетативные нервы изолированного сердца лягушки отмечается двухфазное его действие - сначала замедление ритма и уменьшение амплитуды сокращений, а затем учащение ритма и увеличение амплитуды сокращений. Такой двухфазный эффект объясняют тем, что электрическое поле УВЧ, действуя на сердце, одновременно раздражает блуждающий нерв, вызывая соответствующий эффект, а затем уже проявляется эффект влияния симпатического нерва.
При интенсивном действии электрического поля УВЧ обычно наблюдают остановку сердца, однако возбудимость симпатических нервов остается довольно высокой, так как раздражение их при остановке вызывает сильные и частые сокращения сердца.
Можно отметить экстратермическое (специфическое) действие поля УВЧ на сердце, которое проявлялось суммированием эффекта действия раздражителя и повышением возбудимости сердца к приходящим симпатическим импульсам.
Последовательность явлений, развивающихся в сердце, начинается с местных изменений скорости химических реакций под влиянием тепла, и разыгрываются они, вероятно, в мышечной ткани. Затем эти явления отступают на задний план, перекрываются вмешательством симпатической и парасимпатической иннервации. Последняя, пережив стадию раздражения, испытывает изменения, приводящие к ее выключению. Это описано Б. И. Лаврентьевым и И. Г. Федоровым при гистологических исследованиях нервной системы как желатинизация синапсисов блуждающего нерва. При дальнейшем действии электрического поля УВЧ наступает гибель типичной мышечной ткани, образующей проводящую систему сердца, что ведет к последовательному выключению синусового узла и замедлению сердечных сокращений. От описанной картины изменений работы сердца могут быть отклонения, связанные с интенсивностью действия электрического поля УВЧ.
Рекомендуем прочитать статью Влияние УВЧ на воспалительный процесс
Первые исследователи выявили мощный биологический эффект электрического поля УВЧ - насекомые, мелкие животные (мыши, крысы) гибли в течение нескольких минут. Быстро наступающее при этом трупное окоченение, весьма напоминающее тепловое, дало повод к измерению температуры. Оказалось, что температура животных повышалась до 45-50°. Животные, когда им подавали свежий воздух, жили дольше, чем заключенные в тесные банки.
Общее воздействие на весь организм у лиц, долго работающих с аппаратами УВЧ без достаточной защиты, проявляется в виде неврастенического комплекса симптомов (легкая утомляемость, неспокойный сон, головная боль, состояние вялости, депрессия, иногда сменяющаяся повышенной возбудимостью). Так как при этом гипертермия не резко выражена и не объясняет всех описанных симптомов, было высказано предположение, что электрическое поле УВЧ Наряду с тепловым эффектом обладает специфическим действием на живые организмы.
Современная физика позволяет представить себе те физические процессы, которые возникают в проводниках и диэлектриках под влиянием электрического поля УВЧ.
Если в электрическое поле поместить проводник, то в нем возникает перемещение заряженных частиц (зарядов) в соответствии с их полярностью и направлением поля. Такое перемещение обычно определяют как электрический ток. Такой ток, возникающий в проводнике, носит название тока проводимости.
При помещении в электрическое поле диэлектрика возникает поляризация молекул, образующих диэлектрик. Молекулы, у которых под влиянием электрического поля появились положительный и отрицательный полюсы, поворачиваются в электрическом поле положительным своим полюсом в сторону отрицательно заряженной обкладки конденсаторного электрода, а отрицательным полюсом в сторону положительно заряженной обкладки. Таким образом, молекулы диэлектрика в электрическом поле не перемещаются линейно, как заряженные частицы в проводнике, а лишь поворачиваются. Однако во время такого поворота поляризованной молекулы диэлектрика происходит перемещение ее положительного, полюса, несущего положительный заряд, в сторону отрицательно заряженной пластины конденсаторного электрода, а отрицательного полюса в сторону его положительно заряженной пластины. Однако такое перемещение электрических зарядов в результате смещения зарядов диполей в диэлектрике настолько отличается от перемещения в проводнике, что ему присвоили название тока смещения. Следовательно, при наложении электрического поля в проводниках возникает ток проводимости, в диэлектрике - ток смещения.
Живой организм представляет собой сложную систему, в состав которой входят как элементы проводника, так и непроводника (диэлектрика). Под влиянием электрического поля УВЧ в живом организме возникает как ток проводимости, так и ток смещения. Движения заряженных частиц при возникновении тока проводимости, как и вращение поляризованных молекул, обусловливающее возникновение тока смещения, сопровождается переходом электрической энергии в теплоту. Следовательно, образование ее в живом веществе осуществляется двумя путями - за счет сопротивления линейному движению частиц (омические потери) и за счет диэлектрических потерь.
Понятно, что чем меньше частота применяемого электрического поля УВЧ, тем больше выражен ток проводимости и тем меньше ток смещения, а по мере увеличения частоты нарастает значение тока смещения и падает значение тока проводимости. По мере увеличения частоты колебаний нарастает количество теплоты, возникающей в результате диэлектрических потерь, и снижается количество теплоты, возникающей за счет омических потерь.
В этих условиях большое значение приобретает свойство ткани как диэлектрика. Оказалось, однако, что различные ткани тела человека сравнительно мало отличаются друг от друга своей диэлектрической постоянной.
Биофизические явления УВЧ. Воздействие электрического тока любого вида на организм подчиняется закону Кирхгофа-Ома, согласно которому ток проходит в участках, об-ладающих наименьшим сопротивлением (по ходу кровеносных и лимфатических сосудов); в то же время этот ток обусловливает максимальный нагрев в участках с максимальным сопротивлением (подкожно-жировая клетчатка и т. д.). Силовые линии в электрическом поле УВЧ пронизывают всю массу находящегося в нем диэлектрика, каждая частица которого в зависимости от своего заряда испытывает действие поля. Это положение убедительно иллюстрирует один из опытов Е. Schliephake, когда в водно-масляной эмульсии, помещенной в конденсаторном поле, вода закипала, в то время как общая температура эмульсии не превышала 50-60°.
В отношении растворов выявлено значение концентрации электролитов: максимума нагрева достигают при определенной концентрации раствора; в то же время влияет и длина волны (частота колебаний). Эта зависимость подтверждена и в отношении живых тканей организма.
Многообразие физико-химической и коллоидной структуры организма характеризует его как гетерогенную систему с различными диэлектрическими показателями и объясняет возможность избирательного влияния электрического поля УВЧ на отдельные частицы. Patzold установил, что проявление действия электрического поля УВЧ на степень нагрева различных тканей определяется их диэлектрической константой и электропроводностью; эта зависимость сказывается в том, что данной диэлектрической константе и частоте будет соответствовать степень проводимости, обусловливающая максимум нагрева. Отсюда следует вывод, что оптимальный тепловой эффект будет находиться в диапазоне дециметровых и сантиметровых волн, где можно рассчитывать на молекулярные изменения, связанные с коллоидным состоянием клеточной субстанции дипольным моментом.
Общее влияние электрического поля УВЧ. Физиологические явления. У людей, работающих с аппаратами УВЧ, обнаруживают нарушения общего самочувствия. Жалобы на неприятные ощущения имеют довольно разнообразный характер и в основном связаны с повышением или понижением функции центральной нервной системы.
При применении слабого электрического поля УВЧ отмечено благоприятное действие как на поведение, так и на развитие животных. На молодых, только что родившихся мышей слабое поле УВЧ действовало успокаивающе - они передвигались гораздо медленнее по сравнению с контрольными. Мыши, подвергавшиеся ежедневному воздействию поля УВЧ в течение 1 часа, развивались лучше контрольных и больше прибавляли в весе.
Крупные животные, помещенные в поле УВЧ, обнаруживают двигательное беспокойство, которое достигает нередко степени крайней моторной активности. У кроликов, кошек и собак часто (особенно при интенсивном поле) наблюдаются приступы судорог, которые отсутствуют у наркотизированных животных, а потому можно считать, что они являются результатом непосредственного воздействия электрического поля УВЧ на элементы центральной нервной системы.
Влияние на нервную систему. Влияние электрического поля УВЧ на возбудимость центральной нервной системы носит сложный характер: это выражается отчасти в том, что состояние некоторых отделов центральной нервной системы изменяется не только от непосредственного воздействия на них электрического поля УВЧ, но и от измененных отношений между ними и другими отделами центральной нервной системы. Н. В. Бекаури показала, что у целой и таламической лягушки к непосредственному влиянию электрического поля УВЧ на спинной мозг присоединяется эффект возбуждения высших вегетативных центров, который в свою очередь вызывает развитие торможения. Последнее необходимо рассматривать как выражение сеченовского торможения, осуществляющегося симпатическим путем.
В процессе лечебного применения электрического поля УВЧ было отмечено болеутоляющее действие его как при хронических, так и при острых заболеваниях. При интенсивных воздействиях наблюдают усиление болей, а потому вопрос дозировки лечебных процедур УВЧ имеет существенное значение. Эти клинические наблюдения побудили экспериментаторов к изучению реакций нервной системы на воздействие электрического поля УВЧ.
При действии электрического поля УВЧ на периферические нервы было установлено изменение их реактивности. При этом появлялись явления раздражения афферентных нервов и их отсутствие в системе двигательных нервов. При действии на ограниченный участок нерва сначала наблюдается блокирование чувствительных, а затем уже и двигательных импульсов. Можно предположить, что в силу физических условий либо размеры повреждения афферентных волокон более значительны, либо чувствительность их к этим повреждениям больше, чем эфферентных волокон.
Изменение сердечно-сосудистой системы. Под влиянием электрического поля УВЧ на сосуды плавательной перепонки вначале происходит едва заметное сужение сосудов, которое сменяется хорошо выраженным их расширением. Только через 5-10 минут после прекращения действия электрического поля УВЧ нормальный тонус сосудов восстанавливается.
Сердце лягушки является хорошим тестом для изучения действия электрического поля УВЧ, так как известно, что при тепловом воздействии происходит учащение сердечных сокращений. При помещении сердца лягушки в поле УВЧ происходит замедление сердечных сокращений и уменьшение их амплитуды. Этот эффект рассматривают как тонизирующее влияние поля УВЧ на блуждающий нерв. Последнее хорошо доказывается тем, что нормальная работа сердца может быть в известной степени восстановлена нанесением атропина, который парализует окончания блуждающего нерва.
При действии электрического поля УВЧ на вегетативные нервы изолированного сердца лягушки отмечается двухфазное его действие - сначала замедление ритма и уменьшение амплитуды сокращений, а затем учащение ритма и увеличение амплитуды сокращений. Такой двухфазный эффект объясняют тем, что электрическое поле УВЧ, действуя на сердце, одновременно раздражает блуждающий нерв, вызывая соответствующий эффект, а затем уже проявляется эффект влияния симпатического нерва.
При интенсивном действии электрического поля УВЧ обычно наблюдают остановку сердца, однако возбудимость симпатических нервов остается довольно высокой, так как раздражение их при остановке вызывает сильные и частые сокращения сердца.
Можно отметить экстратермическое (специфическое) действие поля УВЧ на сердце, которое проявлялось суммированием эффекта действия раздражителя и повышением возбудимости сердца к приходящим симпатическим импульсам.
Последовательность явлений, развивающихся в сердце, начинается с местных изменений скорости химических реакций под влиянием тепла, и разыгрываются они, вероятно, в мышечной ткани. Затем эти явления отступают на задний план, перекрываются вмешательством симпатической и парасимпатической иннервации. Последняя, пережив стадию раздражения, испытывает изменения, приводящие к ее выключению. Это описано Б. И. Лаврентьевым и И. Г. Федоровым при гистологических исследованиях нервной системы как желатинизация синапсисов блуждающего нерва. При дальнейшем действии электрического поля УВЧ наступает гибель типичной мышечной ткани, образующей проводящую систему сердца, что ведет к последовательному выключению синусового узла и замедлению сердечных сокращений. От описанной картины изменений работы сердца могут быть отклонения, связанные с интенсивностью действия электрического поля УВЧ.
Рекомендуем прочитать статью Влияние УВЧ на воспалительный процесс